(57)【要約】【課題】たとえば電源事情が悪く、交流電源がゼロクロスにおいてリンギングを起こしていてもヒータの点灯ができるヒータ制御装置、この装置を用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】図示のように、位相制御オンの際には、パルス幅の狭い点灯信号Ｂを用いてヒータを点灯し、位相制御オフの際には、パルス幅の広い点灯信号Ａを用いてヒータを点灯する。このようにすることにより、たとえば電源事象が悪く、ＡＣ電源のゼロクロス付近でリンギングしても、βに示すごとくヒータを点灯することができる。【選択図】        図５
2005019295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源のゼロクロスを検知し、ゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成手段と、
前記ゼロクロス信号生成手段で生成したゼロクロス信号を基準とした所要の位相の第１の信号を生成する第１の信号生成手段と、
前記第１の信号生成手段で生成した第１の信号と同位相で該信号よりパルス幅の広い第２の信号を生成する第２の信号生成手段と、
負荷であるヒータを駆動するヒータ駆動手段と、
位相制御がオンの場合に前記第１の信号により前記ヒータ駆動手段を動作させ、位相制御がオフの場合に前記第２の信号により前記ヒータ駆動手段を動作させるように切り換える切換え手段と、
を備えたことを特徴とするヒータ制御装置。
【請求項２】
交流電源のゼロクロスを検知し、ゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成手段と、
前記ゼロクロス信号生成手段で生成したゼロクロス信号を基準とした所要の位相の第１の信号を生成する第１の信号生成手段と、
前記ゼロクロス信号と同位相で前記第１の信号よりパルス幅の広い第３の信号を生成する第３の信号生成手段と、
負荷であるヒータを駆動するヒータ駆動手段と、
位相制御がオンの場合に前記第１の信号により前記ヒータ駆動手段を動作させ、位相制御がオフの場合に前記第３の信号により前記ヒータ駆動手段を動作させるように切り換える切換え手段と、
を備えたことを特徴とするヒータ制御装置。
【請求項３】
交流電源のゼロクロスを検知し、ゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成手段と、
前記ゼロクロス信号生成手段で生成したゼロクロス信号を基準とした所要の位相の第１の信号を生成する第１の信号生成手段と、
前記第１の信号生成手段で生成した第１の信号と同位相で該信号よりパルス幅の広い第２の信号を生成する第２の信号生成手段と、
定着ヒータを駆動する定着ヒータ駆動手段と、
位相制御がオンの場合に前記第１の信号により前記ヒータ駆動手段を動作させ、位相制御がオフの場合に前記第２の信号により前記ヒータ駆動手段を動作させるように切り換える切換え手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
交流電源のゼロクロスを検知し、ゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成手段と、
前記ゼロクロス信号生成手段で生成したゼロクロス信号を基準とした所要の位相の第１の信号を生成する第１の信号生成手段と、
前記ゼロクロス信号と同位相で前記第１の信号よりパルス幅の広い第３の信号を生成する第３の信号生成手段と、
定着ヒータを駆動する定着ヒータ駆動手段と、
位相制御がオンの場合に前記第１の信号により前記ヒータ駆動手段を動作させ、位相制御がオフの場合に前記第３の信号により前記ヒータ駆動手段を動作させるように切り換える切換え手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置で用いられる定着ヒータの制御に好適なヒータ制御装置に関し、特にその負荷であるヒータがオン（「点灯」ともいう）できないことによるエラーの回避に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、オフィスなどに設置されている複写機等の画像形成装置において、定着ヒータのようにワッテイジ負荷の大きいものを駆動する際に、その点灯タイミングに応じて電力変動が発生し、それに起因して同じ電源ラインに接続されたオフィスの蛍光灯などのチラツキ（人間が不快と感じる周波数での電力変動をフリッカという）が問題となっていた。特にスタンバイ時においては定着ヒータを点灯する間隔が長くなるため定着ヒータが冷えやすく、定着ヒータを再点灯する際に突入電流（電力）が大きくなり、結果としてフリッカに悪影響を与えていた。
【０００３】
この問題に対しては定着ヒータの突入電流を抑えるべく、従来のＤＣレベル点灯からパルス点灯に点灯信号を変えるとともに、パルス点灯信号を、図６に示すように、ＡＣラインのゼロクロスに合わせて制御（位相制御という）することで、定着ヒータ再点灯時に定着ヒータを少ない電力で予熱し、点灯における突入電流を抑えていた。
【０００４】
この種の装置は、たとえば、下記の特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１６６６１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際には電源事情が悪い地域においては、ゼロクロス付近でＡＣ電源波形がリンギングを起こすと、図７に示すように位相制御をオフした状態では、本来定着ヒータを点灯したいＡＣ電源波形の領域でヒータ点灯信号がなく、結果として定着ヒータを点灯できなくなる問題が発生している。
【０００７】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、たとえば電源事情が悪く、交流電源がゼロクロスにおいてリンギングを起こしていてもヒータの点灯ができるヒータ制御装置、この装置を用いた画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、ヒータ制御装置を次の（１），（２）のとおりに構成し、画像形成装置を次の（３），（４）のとおりに構成する。
【０００９】
（１）交流電源のゼロクロスを検知し、ゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成手段と、
前記ゼロクロス信号生成手段で生成したゼロクロス信号を基準とした所要の位相の第１の信号を生成する第１の信号生成手段と、
前記第１の信号生成手段で生成した第１の信号と同位相で該信号よりパルス幅の広い第２の信号を生成する第２の信号生成手段と、
負荷であるヒータを駆動するヒータ駆動手段と、
位相制御がオンの場合に前記第１の信号により前記ヒータ駆動手段を動作させ、位相制御がオフの場合に前記第２の信号により前記ヒータ駆動手段を動作させるように切り換える切換え手段と、
を備えたことを特徴とするヒータ制御装置。
【００１０】
（２）交流電源のゼロクロスを検知し、ゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成手段と、
前記ゼロクロス信号生成手段で生成したゼロクロス信号を基準とした所要の位相の第１の信号を生成する第１の信号生成手段と、
前記ゼロクロス信号と同位相で前記第１の信号よりパルス幅の広い第３の信号を生成する第３の信号生成手段と、
負荷であるヒータを駆動するヒータ駆動手段と、
位相制御がオンの場合に前記第１の信号により前記ヒータ駆動手段を動作させ、位相制御がオフの場合に前記第３の信号により前記ヒータ駆動手段を動作させるように切り換える切換え手段と、
を備えたことを特徴とするヒータ制御装置。
【００１１】
（３）交流電源のゼロクロスを検知し、ゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成手段と、
前記ゼロクロス信号生成手段で生成したゼロクロス信号を基準とした所要の位相の第１の信号を生成する第１の信号生成手段と、
前記第１の信号生成手段で生成した第１の信号と同位相で該信号よりパルス幅の広い第２の信号を生成する第２の信号生成手段と、
定着ヒータを駆動する定着ヒータ駆動手段と、
位相制御がオンの場合に前記第１の信号により前記ヒータ駆動手段を動作させ、位相制御がオフの場合に前記第２の信号により前記ヒータ駆動手段を動作させるように切り換える切換え手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【００１２】
（４）交流電源のゼロクロスを検知し、ゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成手段と、
前記ゼロクロス信号生成手段で生成したゼロクロス信号を基準とした所要の位相の第１の信号を生成する第１の信号生成手段と、
前記ゼロクロス信号と同位相で前記第１の信号よりパルス幅の広い第３の信号を生成する第３の信号生成手段と、
定着ヒータを駆動する定着ヒータ駆動手段と、
位相制御がオンの場合に前記第１の信号により前記ヒータ駆動手段を動作させ、位相制御がオフの場合に前記第３の信号により前記ヒータ駆動手段を動作させるように切り換える切換え手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を実施例により詳しく説明する。
【００１４】
【実施例】
図１は、実施例である“ヒータ制御装置”の構成を示すブロック図である。このヒータ制御装置は、定着ヒータを備える適宜の画像形成装置において、定着ヒータへの電力供給を制御するものである。
【００１５】
図１において、定着ヒータ５を含む定着ローラ６の表面温度を温度センサ７で検知する。この検知結果に応じてＣＰＵ２（位相制御切換え手段）はヒータを点灯するか否かのオンオフ情報を位相制御回路３に出力する。位相制御回路３は、ＡＣ電源が入力されているゼロクロス検知回路１からゼロクロス信号も受信する。ゼロクロス検知回路１にはＡＣ電源波形がゼロクロス付近でリンギングを起こしてもゼロクロスを出力できるようにフィルタ回路を有している。
【００１６】
位相制御回路３はゼロクロス信号とヒータオンオフ情報を基に、導通角αが記憶されている導通角設定９に従ってヒータ点灯信号を出力する。ワンショットタイマ回路８は位相制御回路３から出力されるヒータ点灯信号Ｂを受け、パルス幅を広げたヒータ点灯信号Ａを出力する。セレクタ回路１０は、位相制御回路３からのヒータ点灯信号Ｂと、ワンショットタイマ回路８からのパルス幅を広げたヒータ点灯信号Ａを受け、ＣＰＵ２（位相制御切換え手段）より位相制御のオンオフ信号に応じてヒータ駆動回路４へ出力するヒータ点灯信号を選択するセレクタ回路である。ヒータ駆動回路４は、ヒータ点灯信号に応じてターンオンする半導体スイッチ素子を有し、定着ヒータ５へのＡＣ供給電力を制御することによって定着ローラ６を所要の温度に制御している。
【００１７】
次に図２ないし図５のタイミングチャートを用いて本実施例の動作を説明する。図２は位相制御をオン、図３は位相制御をオフしたときのチャートである。位相制御をオンしている場合は、セレクタ回路１０により点灯信号Ｂを選択し、図２に示す通り導通角α分をゼロクロスから遅らせた所要の位相の前記点灯信号Ｂにより半導体スイッチ素子をターンオンし、定着ヒータ５を点灯する。これにより定着ヒータ５が再点灯する際の突入電流を抑えている。位相制御をオフしている場合は、セレクタ回路１０によりゼロクロスと同相の点灯信号Ａを選択し、図３に示す通りゼロクロスで半導体スイッチ素子をターンオンし、ゼロクロスに同期して定着ヒータ５を点灯する。また図２および図３からもわかるように、ヒータ点灯信号のパルス幅は位相制御のオンオフに応じて切り替えている（位相制御オンよりも位相制御オフの方が点灯信号のパルス幅が広い。点灯信号Ａのパルス幅は、数ｍＳあり、この信号で位相制御すると、大きい遅れ位相での制御ができなくなる恐れがある。よって、位相制御オンの場合にはパルス幅の狭い点灯信号Ｂに切り換える必要がある。）。
【００１８】
図５では実際に電源事情が悪い（ＡＣ電源波形がリンギングしている）場合について説明する。ヒータ点灯信号Ｃは位相制御オンオフ信号によって、オリジナルのパルス幅であるヒータ点灯信号Ｂと、パルス幅を広げたヒータ点灯信号Ａを切り替えたものが出力される。
【００１９】
またゼロクロス検知回路１では、図４に示す通り、ＡＣ電源波形がゼロクロス付近でリンギングしたものをフィルタリングしてゼロクロス信号を出力する。このフィルタリングされたゼロクロス信号にもとづいて生成したヒータ点灯信号Ｃを用いてヒータ駆動回路４にて図示しないトライアックなどの半導体スイッチ素子を駆動することで、位相制御がオフ（ゼロクロス同期点灯）の場合でも実際に点灯したいＡＣ領域にヒータ点灯信号を発生させることができるため（図５のβ部参照）、ＡＣ電源波形がリンギングしていても定着ヒータ５を点灯することが可能となる。
【００２０】
なお、実施例では、パルス幅の広い点灯信号（Ａ）を、位相制御用のパルス幅の狭い点灯信号（Ｂ）にもとづいて生成しているが、パルス幅の広い点灯信号を、ゼロクロス信号から直接生成するようにして、位相制御オフ時にこの点灯信号を用いて定着ヒータを点灯するようにしても、同様の効果が得られる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、たとえば電源事情が悪く、ＡＣ電源波形がゼロクロス付近でリンギングを起こしても、位相制御のオンオフに応じてヒータ点灯信号のパルス幅を切り替えることでヒータの点灯を可能とし、ヒータが点灯できないことによるエラーを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の構成を示すブロック図
【図２】位相制御オン時のタイミングチャート
【図３】位相制御オフ時のタイミングチャート
【図４】フィルタリングしてゼロクロス信号を取り出す際の波形を示す図
【図５】電源事情が悪い場合における実施例の動作を示すタイミングチャート
【図６】従来例における位相制御のタイミングチャート
【図７】従来例の問題を説明するタイミングチャート
【符号の説明】
１      ゼロクロス検知回路
２      ＣＰＵ（位相制御切換え手段）
３      位相制御回路、
４      ヒータ駆動回路
５      定着ヒータ
８      ワンショットタイマ回路
１０    セレクタ回路
【図１】
2005019295.tif 000003
【図２】
2005019295.tif 000004
【図３】
2005019295.tif 000005
【図４】
2005019295.tif 000006
【図５】
2005019295.tif 000007
【図６】
2005019295.tif 000008
【図７】
2005019295.tif 000009